【文章內容簡介】 /cm3 25 移模行程 /mm 210 螺桿直徑 /mm 25 最大模具厚度 /mm 110 注射壓力 /Mp 200 最小模具厚度 /mm 220 鎖模力 /KN 200 噴嘴球半徑 /mm 10 拉桿內間距 /mm 242x187 噴嘴口孔徑 /mm 2 頂出行程 /mm 55 頂出力 /KN 澆注系統的設計 澆注系統是指凝料熔體從注射機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內流 經的通道。澆注系統分為普通流道的澆注系統和熱流道的澆注系統兩大類。澆注系統的設計是注射模具設計的一個很重要的環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影響。 該模具采用普通流道澆注系統，普通澆注系統一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 主流道設計 主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動速度及填充時間，必須使熔體的溫度降低和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最 “ 遠 ” 位置的能力。 在臥式注射機上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出 ， 畢業(yè)設計（論文）專用紙 14 需設計成圓錐形，錐角為 2176。 — 6176。 。 （ 1） 主流道尺寸 根據所選注塑機，主流道小端尺寸為 d = 注塑機噴嘴尺寸 +（ 1） = + = mm 主流道球面半徑為 SR = 噴嘴球面半徑 + （ 1～ 3） = 10 + 3 = 13 mm (2)主流道襯套形式 主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復接觸，屬易損件，對材料要求較高，因而模具的主流道部分常設計成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。一 般采用碳素工具鋼如 T8A、 T10A 等，熱處理要求淬火 53 ～ 57 HRC。主流道襯套應設置在模具對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯接的注射機噴嘴同一軸心線。本設計雖然為小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設計成分體式其零件圖如圖 所示 圖 主流道襯套零件圖 （ 3） 主流道凝料體積 2 3 33 . 2 4 . 82= L = ( ) 1 9 2 3 8 . 6 4 0 . 2 44 4 2d m m c m?? ? ? ? ?主q 畢業(yè)設計（論文）專用紙 15 （ 4） 分流道凝料體積 2 2 3= q + q = = + 1 3 5 8 + + 1 2 7 2 3 . 3 5 cm??? ? ? ? ?分 分 1 分 2q （ ） （ ） （ 5） 零件體積 通過零件三維圖，在 PROE 中計算可得 零件體積為 3cm 分流道設計 該模具為一模 四 腔的結構，應設置分流道。分流道的設計應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。 因此，采用平衡式分流道，分流道的各尺寸如圖 圖 分流道布置形式 圖 分流道的形狀及尺寸 （ 1）分流道截面形狀 常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、 U字形和六角形等。要減少流道內的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少傳熱損失，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。圓形截面效率最高（即比表面最?。?，由于正方形流道凝料脫模困難，實際使用側面具有斜度為 5176。 ～ 10176。 的梯形流道。淺矩形及半圓形截面流道，由于其效率低（比表面大），通常不采用，當分型面為平面時，可采用梯形或 U字型截面的分流道。 從上述分析，為了減少流道的熱量 損失考 慮到流道的效率，該模具分流道截面采用 U 畢業(yè)設計（論文）專用紙 16 型截面。 （ 2）分流道截面尺寸 分流道的截面尺寸應根據塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素來確定。 其截面尺寸如圖 所示 (3)分流道表面質量 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因此分流道的內表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 ～ ，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。 冷料穴和拉 料桿的設計 冷料 穴 作用： 貯存冷料， 因兩次注射間隔產生的冷料及熔體流動的前鋒冷料， 防止熔體冷料進入型腔。臥式或立式注射機用模具的冷料穴，一般在主流道正對面的動模 上，直徑宜稍大于主流道大端直徑，以利冷料流入。 本模具采用采用帶球頭拉料桿的冷料井，這是一種常用的冷料穴。塑件成型后，穴內冷料與拉料桿的鉤頭搭接在一起，拉料桿固定在推桿固定 板上。開模時，拉料桿通過鉤頭拉住穴內冷料，使主流道凝料脫出定模，然后隨推出機構運動，將凝料與塑件 一起推出動模。取塑件時須朝鉤頭的側向稍許移動，即 可將塑件與凝料一起取下 。冷料穴及拉桿形狀如圖 所示。 1— 澆口套； 2— 拉料桿； 3— 動模板 畢業(yè)設計（論文）專用紙 17 圖 球頭拉料桿的冷料穴 澆口的選擇 澆口也稱 進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統中 尺寸最小的部分，但卻是澆注系統的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺 寸對塑件性能和質量的影響很大。 澆口的作用是使從流道來的熔融塑料以較快的 速度進入并充滿型腔，型腔充滿塑料以后，澆口應按要求迅速冷卻封閉，防止還 未冷卻的熔體回流。 澆口的位置、 數量、 形狀、 尺寸等是否適宜直接影響到產品外觀、 尺寸精度、 物理性能和成型效率。澆口過?。阂自斐沙涮畈蛔?(短射 )、收縮凹陷、熔接痕等 外觀上的缺陷 ,且成型收縮會增大。澆口過大：澆口周圍產生過剩的殘余應力 , 導致產品變形或破裂 ,且澆口的去除加工困難等。 經綜合考慮本次設計，澆口采用點澆口，它具有如下優(yōu)缺點： 點澆口，又叫橄欖形澆口，是一種截面尺寸特別小的圓形截面澆口。其優(yōu)缺點分別如下： 優(yōu)點： （ 1） 點澆口的位置選擇可根據工藝要求而定，對制品外觀質量影響較小。 （ 2） 熔體通過截面積很小的澆口時流速增高，摩擦加劇，熔體溫度升高，流動性增加，這樣能獲得外形清晰、表面光澤的塑 件。 （ 3） 由于澆口截面積小，開模時澆口可自動拉斷，有利于自動化操作。 （ 4） 由于澆口在拉斷時用力較小，因此，制品在澆口處的殘余應力較小。 （ 5） 澆口處熔體凝固較快，可減少模內剩余應力，又利于制品脫模。 缺點： （ 1） 壓力損失大，對塑件的成型不利，也要求提供較大的注射壓力。 （ 2） 模具結構復雜，一般要采用三板式模具（雙分型面模具） . （ 3） 對于大型塑件，采用一個點澆口易產生翹曲變形，可采用多個澆口同時送料 4 422( 0 .0 5 ~ 0 .0 8 ) ( 0 .0 5 ~ 0 .0 8 ) 0 .6 23 8 0 3d m mA ?? ? ?? 式中， d 為點澆口直徑， mm。? 為塑件在澆口處的壁厚， mm； A為型腔表面積， 2mm 。 取 d = 1mm,現加工出 ，澆口長度為 1mm，為防止拉斷澆口凝料時損壞制品表面，在澆口與制品連接處采用高 、錐角 6090度的錐度過渡。 澆口的位置 畢業(yè)設計（論文）專用紙 18 澆口位置的選擇對塑件質量的影響極大。選擇澆口位置時應遵循如下原則： （ 1） 避免塑件上產生缺陷； （ 2） 澆口應開設在塑件截面最厚處； （ 3） 有利于塑料熔體的流動； （ 4） 的利于型腔的排氣； （ 5） 考慮塑件受力情況； （ 6） 增加熔接痕牢度； （ 7） 流動定向方位對塑件性能的影響； （ 8） 澆口位置和數目對塑件變形的影響； （ 9） 校核流動比； （ 10） 防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。 此外，在選擇澆口位置和形式時，還應考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質量，流動凝料少等因素。 綜上所述，澆口選者在齒輪軸較短端的軸端處。 成型零部件的設計 成型零件的結構設計主要是指構成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)。 注射模具的成型零件是指構成模具型腔的零件，通常包括了凹模 、型芯、成型桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內表面，成型桿用以形成制品的局部細節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內部尺寸、強度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質量和壽命的重要因素。 分析零件可知，本套模具在設計的過程中，只有凹模，沒有凸模的設計，從選擇的分型面可知，模具型腔可分為定模型腔和動模型腔。 成型零件的結構設計 凹模 也稱型腔，是成型塑件外形輪廓的模具零部件，按其結構不同可分為整體式和組合式兩類。 整體式凹模的特點是凹模的結構簡單牢固，強度高，成型的塑件質量好 ?？墒菍τ谛螤钕鄬碗s的凹模，那么它的加工工藝性較差，而且凹模受損后維修也很困難。因此在先進的型腔加工機床尚未應用和普遍之前，整體式凹模緊緊適用于小型且形狀簡單的塑件的 畢業(yè)設計（論文）專用紙 19 成型。一般用在形狀簡單的中小型模具上。 組合式凹模不僅是為了機械加工、拋光、研磨和熱處理的需要，更重要的是這種結構能滿足大型塑件的成型凸凹形的需要。其優(yōu)點就是簡化了復雜凹模的加工的工藝減少了熱處理的變形，也有利于排氣，便于模具的維修，節(jié)約了成本。 由于制件是一個帶軸的齒輪，且本套模具采用一摸四腔的結構，為減少加工量，本套模具采用組合式結構。 成型零件的鋼材選用 對 于模具鋼的選用，必需要符合以下幾點要求： （ 1） 機械加工性能良好。要選用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的鋼種。 （ 2） 拋光性能優(yōu)良。注射模成型零件工作表面，多需要拋光達到鏡面， Ra≤ 。要求鋼材硬度在 HRC35～ 40 為宜。過硬表面會使拋光困難。鋼材的顯微組織應均勻致密，極少雜質，無疵斑和針點。 （ 3） 耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱溫度交變應力作用。一般的高碳合金鋼可經熱處理獲得高硬度，但韌性差易形成表面裂紋，不以采 用。所選鋼種應使注塑模能減少拋光修模次數，能長期保持型腔的尺寸精度，達到所計劃批量生產的使用壽命期限。 （ 4） 具有耐腐蝕性。對有些塑料品種，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。 根據塑件表面質量比較高決定模具表面質量更高這一事實，再依照上述標準，故在設計成型零件 (凹模 )中選用 45。 定模型腔工作尺寸的計算 （ 1）齒輪型腔徑向尺寸計算 定模主要用來成型零件的齒輪，所以相對較為復雜，且對于齒輪型腔，目前尚無比較完善的方法，這里按下面所述的經驗公式計算。 經測量，制件的模數為 ，齒數為 53，精度等級為 IT10 級 產品設計的參數如下： 齒頂圓直徑 * ) 22(e mmd m hz ??? 。 齒頂圓直徑公差 mm? ? 。 畢業(yè)設計（論文）專用紙 20 分度圓直徑 2 1 .2 mmfd m z ?? 。 分度圓齒厚 m mm??? 分度圓齒厚公差 mm? ? 齒根圓直徑 mm? ? 齒根圓直徑公差 mm? 假設塑料各項收縮均勻，則齒輪型腔各部位的尺寸計算公式如下： 分度圓直徑： ( 1 ) 21 .2 07 21 .35fm f c pD d S m m? ? ? ? ? 齒頂圓直徑： 100 . 0 2 100 . 0 2 10[ ( 0 .5 ) (1 ) ][ ( 2 2 0 .0 4 2 ) (1 0 .0 0 5 5 ) ]2 2 .0 8e m e e CPD d Smm?? ???? ? ?? ? ?? 齒根圓直徑： 0. 0210. 02102[ ( ) (1 ) ]32[ ( ) (1 ) ]3ejm j e C PD d Smm?? ???? ? ?? ? ?? 分度圓齒厚 30 . 0 10 . 0 10[ ( 0. 5 ) ( 1 ) ][ ( 1. 25 6 0. 5 0. 04 ) ( 1 0. 00 55 ) ]m S CPA A Smm?? ???? ? ?? ? ? ?? 式中 1? —— 型腔齒頂圓制造公差， mm,取 2? —— 型腔齒根圓制造公差， mm,取 3? —— 型腔分度圓齒厚制造公差， mm,取 CPS —— 塑件品均收縮率， ； M —— 塑料齒輪模數； 齒輪型腔空間是一個齒數不變，模數為 M 的假想齒輪。他的溝槽是型腔的齒形。這個1214???2 14 J???3 14 S??? 畢業(yè)設計（論文）專用紙 21 假想齒